CN115803835A - 直流电路开闭装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种为简单的构造并能够削减电磁接触器，能够实现紧凑且低成本的新构造的直流电路开闭装置。一种直流电路开闭装置(10)，连接在蓄电池(12)与负载(14)之间，其中，具有将蓄电池(12)与负载(14)之间连结的电源线(16)，电源线(16)具备正极侧电源线(16a)和负极侧电源线(16b)，在正极侧电源线(16a)和负极侧电源线(16b)中的一方连接主继电器(18)，在正极侧电源线(16a)和负极侧电源线(16b)中的另一方连接主动熔断器(24)。

Description

直流电路开闭装置
技术领域
本公开涉及直流电路开闭装置。
背景技术
在电动汽车或混合动力车等搭载有高压的二次电池的车辆中，搭载有在高压的直流电源电路的开闭中使用的直流电路开闭装置。专利文献1公开了包含电磁接触器(接触器)构成作为在正极侧和负极侧设有直流电路开闭装置的主继电器，通过将两电磁接触器断开而能够停止来自二次电池的电源供给的结构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-213500号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
然而，高压的直流电源电路的开闭中使用的直流电路开闭装置在正极侧和负极侧分别需要大型且特殊构造的电磁接触器，成本上升、装置的大型化不可避免。假设将电磁接触器仅设置在正极侧，将负极侧的电磁接触器通过热熔断器置换的情况下，通过热量进行电路切断。因而，通过外部信号无法进行电路切断，因此即使检测到漏电也可能无法切断电路。
因此，公开一种能够进行异常时的电源供给的可靠的切断，能够有利地实现装置的小型化、低成本的新构造的直流电路开闭装置。
用于解决课题的方案
本公开的直流电路开闭装置连接在蓄电池与负载之间，其中，所述直流电路开闭装置具有：电源线，包括将所述蓄电池与所述负载之间连结的正极侧电源线和负极侧电源线；主继电器，连接于所述正极侧电源线和所述负极侧电源线中的一方；及主动熔断器，连接于所述正极侧电源线和所述负极侧电源线中的另一方，所述主动熔断器通过控制信号而能够切断。
发明效果
根据本公开，能够提供一种可实现异常时的电源供给的可靠的切断并能够有利地实现装置的小型化、低成本的新构造的直流电路开闭装置。
附图说明
图1是概略性地表示本公开的实施方式1的直流电路开闭装置的从蓄电池至负载的路径中的电气性的结构的图。
图2是概略性地表示实施方式2的直流电路开闭装置的从蓄电池至负载的路径中的电气性的结构的图。
图3是概略性地表示实施方式3的直流电路开闭装置的从蓄电池至负载的路径中的电气性的结构的图。
图4是概略性地表示实施方式4的直流电路开闭装置的从蓄电池至负载的路径中的电气性的结构的图。
具体实施方式
<本公开的实施方式的说明>
首先，列举本公开的实施形态来说明。
本公开的直流电路开闭装置是
(1)连接在蓄电池与负载之间的直流电路开闭装置，其中，所述直流电路开闭装置具有：电源线，包括将所述蓄电池与所述负载之间连结的正极侧电源线和负极侧电源线；主继电器，连接于所述正极侧电源线和所述负极侧电源线中的一方；及主动熔断器，连接于所述正极侧电源线和所述负极侧电源线中的另一方，所述主动熔断器通过控制信号而能够切断。
根据本公开的直流电路开闭装置，在正极侧电源线和负极侧电源线中的一方连接主继电器，在正极侧电源线和负极侧电源线中的另一方连接主动熔断器。因而，在通常行驶时，能够通过主继电器进行蓄电池与负载之间的电源线的接通断开控制。在车辆的碰撞等异常时，通过向主动熔断器发送指示切断的控制信号而能够将电源线可靠地切断。由此，能够将异常时的电源供给可靠地切断而有利地减少或防止漏电等发生的风险。而且，能够将高价且大型的特殊构造的主继电器的一个置换为廉价且小型的主动熔断器，因此能够使直流电路开闭装置小型化并有利地实现成本降低。
此外，主继电器和主动熔断器分别只要连接于正极侧电源线和负极侧电源线中的任一者即可，因此能够提高对于主继电器和主动熔断器的配置的自由度。因而，能够在整体上紧凑地制造直流电路开闭装置。
需要说明的是，在需要检修等的情况下，通过将主动熔断器切断，也能够将在连接有主动熔断器一侧的电源线上设置的端子部成为带电部的不良情况的发生防患于未然。
(2)优选的是，所述主继电器连接于所述正极侧电源线，所述主动熔断器连接于所述负极侧电源线。在该情况下，也能够通过连接于正极侧电源线的主继电器进行通常行驶时的蓄电池与负载之间的电源线的可靠的接通断开控制，异常时的蓄电池与负载之间的电源线的切断通过连接于负极侧电源线的主动熔断器也能够可靠地进行。特别是在正极侧电源线连接预充电电路等的情况下，能紧凑地进行电路配线等。
(3)在上述(1)中，优选的是，所述主动熔断器连接于所述正极侧电源线，所述主继电器连接于所述负极侧电源线。在该情况下，通过连接于负极侧电源线的主继电器也能够进行通常行驶时的蓄电池与负载之间的电源线的可靠的接通断开控制，异常时的蓄电池与负载之间的电源线的切断通过连接于正极侧电源线的主动熔断器也能够可靠地进行。因而，即使在正极侧电源线难以确保搭载主继电器的空间等的情况下，也能够在负极侧电源线搭载主继电器。
(4)优选对于所述主动熔断器串联地连接检修插头。在暂时切断地使用了主动熔断器的情况下，由于破坏，因此无法再利用，需要新的主动熔断器。通过对于主动熔断器串联地连接检修插头，从而能够利于检修插头切断电源线。因而，在检修时等不需要为了切断来自蓄电池的电源供给而切断主动熔断器并更换为新的主动熔断器，能够降低成本。需要说明的是，检修插头是在对高电压、大电流流动的部分进行检修时用于切断电源线而安全地作业的插头，在蓄电池更换时必须拔出检修插头。
(5)所述主动熔断器优选为高温保险丝(Pyrofuse)。这是因为，主动熔断器由高温保险丝构成，因此通过基于火药点火的爆炸力，能够瞬间且可靠地进行蓄电池与主继电器之间的电源线的切断。
<本公开的实施方式的详情>
以下，参照附图，说明本公开的直流电路开闭装置的具体例。需要说明的是，本公开没有限定为这些例示，由权利要求书公开，并意图包含与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
<实施方式1>
以下，关于本公开的实施方式1的直流电路开闭装置10，参照图1进行说明。直流电路开闭装置10例如搭载于电动汽车或混合动力汽车等车辆(未图示)。如图1所示，直流电路开闭装置10连接在蓄电池12与负载14之间。直流电路开闭装置10具有将蓄电池12与负载14之间连结的电源线16。电源线16包含正极侧电源线16a和负极侧电源线16b。在正极侧电源线16a连接主继电器18，在负极侧电源线16b连接作为主动熔断器的高温保险丝24。
并且，从蓄电池12经由主继电器18及高温保险丝24向使车辆行驶且构成负载14的电动机20供给电力。在此，主继电器18是包含高电压、高电流、或具有这两方的负载14中使用的接触器等继电器的机械式的继电器。并且，基于来自包含ECU等而构成的车辆控制单元22的控制信号，进行接通/断开控制。而且，高温保险丝24基于来自车辆控制单元22的控制信号，能够进行切断。在主继电器18为接通的状态下，将蓄电池12与电动机20连接而向电动机20供给电力。在主继电器18为断开的状态且高温保险丝24为切断的状态下，将蓄电池12与电动机20之间的电流切断而停止对于电动机20的电力的供给。需要说明的是，对于多个相同的构件，仅对于一部分的构件标注标号，对于其他的构件有时省略标号。
<蓄电池12>
蓄电池12将能够充电的多个二次电池串联连接而提高输出电压，设为例如100V～400V。而且，也可以将多个二次电池并联连接来增大电流容量。该二次电池可以使用锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢电池等。而且，也可以取代二次电池或者在此基础上，利用双电层电容器(EDLC)等电容器。在本说明书中，二次电池也包含电容器。
<负载14>
如图1所示，负载14具有例如大电容的电容器26与DC/AC逆变器28并联连接而成的结构。在此，负载14将蓄电池12经由DC/AC逆变器28连接于电动机20。DC/AC逆变器28将蓄电池12的直流转换成交流而向电动机20供给。需要说明的是，在电动机20的再生制动时，将电动机20作为发电机对蓄电池12充电。在本公开的实施方式1中，使用DC/AC逆变器28，但是也可以使用DC/DC转换器。
<高温保险丝24>
高温保险丝24是主动熔断器。在此，主动熔断器是基于来自外部的控制信号而能够切断的元件。更详细而言，高温保险丝24在直流电路开闭装置10中检测到异常时，基于来自包含ECU等而构成的车辆控制单元22的控制信号能够切断。
<快速充电用电源30>
如图1所示，在直流电路开闭装置10的输出侧经由继电器32、32并联连接快速充电用电源30。由此，在将电动机20停止并将主继电器18接通的状态下，如果在快速充电用电源30通过充电站等连接高压DC电源并将继电器32、32接通，则能够对高压的蓄电池12进行快速充电。
接下来，简单地说明本公开的实施方式1的直流电路开闭装置10的动作。在本公开的实施方式1中，在电力供给开始最初，将蓄电池12与电动机20连接而能够向电动机20供给电力。需要说明的是，在以下的说明中，将上述的状态适当称为通常状态。在通常状态下，通过主继电器18能够进行蓄电池12与负载14之间的电源线16的接通断开控制。
在直流电路开闭装置10的电源线16设有例如未图示的电流传感器、电压传感器，在通常状态下，将电流传感器的电流值、电压传感器的电压值向车辆控制单元22发送。在车辆控制单元22中，在判定为电流值或电压值为异常值(例如规定值外的值)的情况下，从车辆控制单元22对于主继电器18及高温保险丝24发送控制信号。由此，将主继电器18断开并将高温保险丝24切断，将电源线16的正极侧电源线16a及负极侧电源线16b这两方可靠地切断。而且，高温保险丝24由主动熔断器构成，因此通过基于火药点火的爆炸力，能够瞬间且可靠地进行蓄电池12与主继电器18之间的电源线16的切断。
根据设为这样的构造的本公开的直流电路开闭装置10，在正极侧电源线16a连接主继电器18，在负极侧电源线16b连接高温保险丝24。在通常状态下，通过主继电器18能够进行蓄电池12与负载14之间的电源线16的接通断开控制。在车辆发生了碰撞等异常状态下，从车辆控制单元22对于主继电器18及高温保险丝24发送控制信号，将主继电器18断开并将高温保险丝24切断。由此，能够将电源线16可靠地切断。因而，能够将异常时的电源供给可靠地切断，能够有利地减少或防止漏电等发生的风险。此外，能够将高价且大型的特殊构造的主继电器18的一个(在本实施方式1中以往处于负极侧电源线的主继电器)置换成廉价且小型的高温保险丝24。因而，能够实现直流电路开闭装置10的小型化并有利地实现成本降低。特别是在正极侧电源线16a连接预充电电路等的情况下，能紧凑地进行电路配线等。
另外，即使在需要检修等的情况下，也能从车辆控制单元22对于主继电器18及高温保险丝24发送控制信号，将主继电器18断开并将高温保险丝24切断。由此，未向正极侧电源线16a的端子部(在本实施方式1中为正极侧电源线16a的负载14侧的端子部34)施加电压，也能够将成为带电部的不良情况的发生防患于未然。此外，向负极侧电源线16b的端子部(在本实施方式1中为负极侧电源线16b的负载14侧的端子部36)也未施加电压，也能够将成为带电部的不良情况的发生防患于未然。
<其他的实施方式>
以上，作为本公开的具体例，详细叙述了实施方式1，但是本公开不受该具体的记载的限定。能够实现本公开的目的的范围内的变形、改良等包含于本公开。例如下面那样的实施方式也包含于本公开的技术范围。
(1)在上述实施方式1中，作为直流电路开闭装置10，例示在正极侧电源线16a连接主继电器18并在负极侧电源线16b连接高温保险丝24的结构进行了说明，但是没有限定于此。例如，也可以如图2所示的实施方式2的直流电路开闭装置38那样在正极侧电源线16a连接高温保险丝24并在负极侧电源线16b连接主继电器18。在该情况下，也与上述实施方式1同样，能够通过主继电器18对蓄电池12与负载14之间的负极侧电源线16b进行接通断开控制。而且，蓄电池12与负载14之间的正极侧电源线16a也通过向高温保险丝24发送控制信号而能够可靠地切断。因此，能够将高价且大型的主继电器18的1个(在本实施方式2中为以往处于正极侧电源线的主继电器)置换为廉价且小型的高温保险丝24。因而，能够小型化且降低成本地实现直流电路开闭装置38。而且，即使在正极侧电源线16a难以确保搭载主继电器18的空间等情况下，也能够在负极侧电源线16b搭载主继电器18。
此外，即使在需要检修等的情况下，也能从车辆控制单元22对于主继电器18及高温保险丝24发送控制信号，将主继电器18断开并将高温保险丝24切断。由此，不向负极侧电源线16b的端子部(在本实施方式2中为负极侧电源线16b的负载14侧的端子部36)施加电压，也能够将成为带电部的不良情况的发生防患于未然。此外，也不向正极侧电源线16a的端子部(在本实施方式2中为正极侧电源线16a的负载14侧的端子部34)施加电压，也能够将成为带电部的不良情况的发生防患于未然。只要如上述实施方式1及上述实施方式2所示，主继电器18和高温保险丝24分别连接于正极侧电源线16a和负极侧电源线16b中的任一者即可。因此，能够提高对于主继电器18和高温保险丝24的配置的自由度。因而，能够在整体上紧凑地制造直流电路开闭装置10、38。
(2)另外，也可以如图3所示的实施方式3的直流电路开闭装置40那样，对于高温保险丝24串联地连接检修插头42。在上述实施方式1及上述实施方式2中，在暂时切断地使用了高温保险丝24的情况下，由于破坏而无法再利用，需要新的高温保险丝24。因此，通过如本实施方式3的直流电路开闭装置40那样对于高温保险丝24串联地连接检修插头42，能够通过检修插头42将电源线16切断。其结果是，不需要更换高温保险丝24，能够降低成本。需要说明的是，检修插头42是在对高电压、大电流流动的部分进行检修时用于将电源线16切断而安全地作业的插头，在蓄电池12更换时必须拔出检修插头42。在本实施方式3中，也与上述实施方式1及上述实施方式2同样，能够将高价且大型的主继电器18的一个置换为廉价且小型的高温保险丝24，因此能够使直流电路开闭装置40小型化并实现成本降低。
(3)此外，也可以如图4所示的实施方式4的直流电路开闭装置44那样，在正极侧电源线16a中，对于高温保险丝24串联地连接检修插头42。该情况也明确了存在与上述实施方式3的直流电路开闭装置40同样的效果的情况。
标号说明
10直流电路开闭装置(实施方式1)
12 蓄电池
14 负载
16 电源线
16a 正极侧电源线
16b 负极侧电源线
18 主继电器
20电动机(负载)
22车辆控制单元
24高温保险丝(主动熔断器)
26电容器
28DC/AC逆变器
30 快速充电用电源
32 继电器
34 端子部
36 端子部
38直流电路开闭装置(实施方式2)
40直流电路开闭装置(实施方式3)
42检修插头
44直流电路开闭装置(实施方式4)。

Claims (5)

1.一种直流电路开闭装置，连接在蓄电池与负载之间，其中，所述直流电路开闭装置具有：
电源线，包括将所述蓄电池与所述负载之间连结的正极侧电源线和负极侧电源线；
主继电器，连接于所述正极侧电源线和所述负极侧电源线中的一方；及
主动熔断器，连接于所述正极侧电源线和所述负极侧电源线中的另一方，所述主动熔断器通过控制信号而能够切断。
2.根据权利要求1所述的直流电路开闭装置，其中，
所述主继电器连接于所述正极侧电源线，所述主动熔断器连接于所述负极侧电源线。
3.根据权利要求1所述的直流电路开闭装置，其中，
所述主动熔断器连接于所述正极侧电源线，所述主继电器连接于所述负极侧电源线。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的直流电路开闭装置，其中，
对于所述主动熔断器串联地连接检修插头。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的直流电路开闭装置，其中，
所述主动熔断器为高温保险丝(Pyrofuse)。
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